S7-200CPU掉电数据保持常见问题

2018年9月30日09:28:59 发表评论 48 阅读

关键词 S7-200,数据存储,RAM,EEPROM,掉电保持

Key Words S7-200, data storage, RAM, EEPROM, retentive settings

 

 目       

问题1:S7-200 CPU内部存储区类型?

问题2:S7-200 CPU的存储卡的作用?

问题3:S7-200 CPU内的程序是否具有掉电保持特性?

问题4:S7-200 CPU内部的数据的掉电保持特性?

问题5:S7-200 CPU内部数据的工作顺序?

问题6:S7-200 CPU电池卡的使用注意事项?

问题7:S7-200 CPU内EEPROM的使用方法?

问题8:EEPROM写入次数的统计?

问题9:不使用数据块的方法,如何在程序中实现不止一个V区数据的存储?

问题10:定时器和计数器以及MB14-MB31的掉电保持性能?

问题11:CPU内具备断电保持性的数据区为何会丢失?

问题1:S7-200 CPU内部存储区类型?

回答:S7-200 CPU内部存储区分为易失性的RAM存储区和永久保持的EEPROM两种,其中RAM包含CPU工作存储区和数据区域中的V数据存储区、M数据存储区、T(定时器)区和C(计数器)区,EEPROM包含程序存储区、V数据存储区的全部和M数据存储区的前14个字节、C区全部以及TONR对应区域。

也就是说V区和MB0-MB13这些区域都有对应的EEPROM永久保持区域。

EEPROM的写操作次数是有限制的(最少10万次,典型值为100万次),所以请注意只在必要时才进行保存操作。否则,EEPROM可能会失效,从而引起CPU故障。

EEPROM的写入次数如果超过限制之后,该CPU即不能使用了,需要整体更换CPU,不能够只更换CPU内EEPROM,西门子不提供这项服务。

问题2:S7-200 CPU的存储卡的作用?

回答:S7-200还提供三种类型的存储卡用于永久存储程序,数据块,系统块,数据记录(归档)、配方数据,以及一些其他文件等,这些存储卡不能用于实时存储数据,只能通过PLC—存储卡编程的方法将程序块/数据块/系统块的初始设置存于存储卡内。

存储卡分为两种,根据大小共有三个型号。

32K存储卡:仅用于储存和传递程序、数据块和强制值。32K存储卡只可以用于向新版(23版)CPU传递程序,新版CPU不能向32K存储卡中写入任何数据。而且32K存储卡不支持存储程序以外的其他功能。订货号:6ES7 291-8GE20-0XA0。

64K/256K存储卡:可用于新版CPU(23版)保存程序、数据块和强制值、配方、数据记录和其他文件(如项目文件、图片等)。64K/256K新存储卡只能用于新版CPU(23版)。64K存储卡订货号: 6ES7 291-8GF23-0XA0;256K存储卡订货号:6ES7 291-8GH23-0XA0。

为了把存储卡中的程序送到CPU中,必须先插入存储卡,然后给CPU上电,程序和数据将自动复制到RAM及EEPROM中。

存储卡的使用完整限制条件,请参考《S7-200系统手册》附录A 技术规范—可选卡件一节。

 

问题3:S7-200 CPU内的程序是否具有掉电保持特性?

回答:S7-200 CPU内的程序块下载时,会同时下载到EEPROM中,也就是说程序下载后,将永久保持。同样,系统块和数据块下载时,也会同时下载到EEPROM中。

 

问题4:S7-200 CPU内部的数据的掉电保持特性?

回答:S7-200系统手册第四章——“PLC基本概念”一章中“理解S7--200如何保存和存储数据”一节详细介绍了S7-200 CPU内数据的掉电保持特性,建议用户仔细阅读。

S7-200 CPU内的数据分为RAM区和EEPROM区。

其中,RAM区数据需要CPU内置的超级电容或者外插电池卡才能实现掉电保持特性。

对于CPU221和CPU222的内置超级电容,能提供典型值约50小时的数据保持。

对于CPU224,CPU224XP,CPU224XPsi和CPU226的内置超级电容,能提供典型值约100小时的数据保持。

超级电容需要在CPU上电时充电。为达到上述指标的数据保持时间,需要连续充电至少24小时。

当该时间不够时,可以购买电池卡,以获得更长时间的数据保持时间。

EEPROM区能实现数据永久保持,不依靠超级电容或者电池就可以保持数据。

 

问题5:S7-200 CPU内部数据的工作顺序?

回答:S7-200 CPU一上电后,CPU先去检查RAM区域中的数据,如果在超级电容或者电池有电的情况下,数据并未丢失,则使用该RAM区的数据;如果超级电容或者电池没电了,导致数据丢失,则CPU去读EEPROM中相应的区域(包含数据块中的数据定义内容),如果在EEPROM中存有永久保持的数据,则CPU将EEPROM中的数据写回到RAM区中,再进行下面的工作。

如果EEPROM中也没有对应存储区的数据了,则该存储区的数据将变成0。

 

问题6:S7-200 CPU电池卡的使用注意事项?

回答:新版S7-200 CPU电池卡有两种型号。

对于CPU221和CPU222,由于其中没有实时时钟,则对应的为时钟电池卡,订货号为:6ES7297--1AA23--0XA0。

对于CPU224,CPU224XP,CPU224XPsi和CPU226,电池卡仅提供电池功能,订货号为:6ES7 291--8BA20--0XA0,该款电池卡型号又叫做BC293。

电池卡的寿命典型值约为200天,当插上电池卡后,如果CPU处于工作状态或者超级电容有电的情况下,并不消耗电池卡的电量。当电池卡的电量消耗完毕之后,该电池卡就报废了。

S7-200电池卡不能充电,使用完毕就不能再用了,只能购买新的电池卡了。

S7-200没有检测电池卡内剩余电量的状态位和这种功能。

新版S7-200 CPU电池卡不能用于老CPU,即订货号为6ES7xxx-xxx21-0XB0和6ES7xxx-xxx22-0XB0以及更老版本的CPU。

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图1

以上为两种电池卡以及所在插槽位置。

电池卡的使用完整限制条件,请参考《S7-200系统手册》附录A 技术规范—可选卡件一节。

 

问题7:S7-200 CPU内EEPROM的使用方法?

回答:EEPROM的写入分为如下几种情况:

1、MB0—MB13的设置,只需要在系统块—断电数据保持中设置即可。

默认情况下,系统块设置如下图蓝框中所示,即MB14—MB31,这些区域没有对应的EEPROM区域,无须考虑EEPROM写入次数限制。

 

image005.JPG

图2

MB0—MB13如果在系统块中设置成掉电保持区域,如图2红框中所示,并将系统块下载到CPU之后,则这14个字节的数据在掉电的瞬间会将数值写入EEPROM中,如果掉电时间超过超级电容和电池的保持时间之后,再上电时,CPU会将EEPROM中存储的数据数值写回到RAM中对应的存储区,实现永久保持数据的目的。

注意:实现该功能一定要将修改过的系统块下载到CPU中。

 

2、数据块中定义的数据,如图3所示,当下载数据块的时候,同时会将定义的数据下载到EEPROM中,这样,当掉电时间超过超级电容和电池的保持时间之后,再上电时,CPU会将EEPROM中存储的数据块中定义的数据数值写回到RAM中对应的存储区,实现永久保持数据的目的。也就是恢复成数据的初始设置值。

注意:实现该功能一定要将定义好数据的数据块下载到CPU中。

 

image006.JPG

图3

 

3、使用SMB31和SMW32控制字来实现将V区的数据存到EEPROM中

特殊存储器字节31 (SMB31)命令S7-200将V存储区中的某个值复制到永久存储器的V存储区,置位SM31.7提供了初始化存储操作的命令。特殊存储器字32 (SMW32)中存储所要复制数据的地址。如图4为S7-200系统手册内关于SMB31和SMW32的使用说明。

 

image014.jpg

图4

采用下列步骤来保存或者写入V存储区中的一个特定数值:

1. 将要保存的V存储器的地址装载到SMW32中。

2. 将数据长度装载入SM31.0和SM31.1。具体含义如图4所示。

3. 将SM31.7置为1。

image016.jpg

图5

注意:如果在数据块中定义了某地址的数据,而又使用这种办法存储同样地址的数据,则当CPU内超级电容或电池没电时,CPU再上电时将采用SMB31和SMW32存储的数据。

 

问题8:EEPROM写入次数的统计?

回答:每次下载程序块/数据块/系统块或者执行一次SMB31.7置位的操作都算作对EEPROM的一次写操作,所以请注意在程序中一定不要每周期都调用SMB31/SMW32用于将数据写入EEPROM内,否则CPU将很快报废。

 

问题9:不使用数据块的方法,如何在程序中实现不止一个V区数据的存储?

回答:由于SMB31/SMW32一次最多只能送入一个V区双字给EEPROM区域,因而当有超过一个双字的数据需要送入EEPROM中时,需要程序配合实现。具体操作方法可参照如下的例子,即使用SMB31/SMW32送完一个数据(字节/字/双字)之后,通过一个标志位(如M0.0)来触发下一个SMB31/SMW32操作,之后需要将上一个标志位清零,以用于下一次的存储数据的操作

image018.jpg

 

image020.jpg

由于SM31.7在每次操作结束之后都自动复位,因而不能使用它作为第二次触发操作的条件。

以上程序仅供参考。

问题10:定时器和计数器以及MB14-MB31的掉电保持性能?

回答:计数器和TONR型的定时器(T0-T31,T64-T95)能够实现掉电保持。这些区域只能由超级电容和电池来进行数据的掉电保持,他们并没有对应的EEPROM永久保持存储区。当超过超级电容和电池供电的时间之后,这些计数器和TONR定时器的数据全部清零。

TON和TOF型的定时器(T32-T63,T96-T255)没有掉电保持数据的功能。请不要在系统块中设置这些区域为掉电保持,如图6所示为错误做法:

image021.JPG

图6

按上述做法设置之后,下载系统块时会导致如下错误发生:

image025.jpg

图7

所以请不要将T32-T63,T96-T255的定时器设为掉电保持区域。

问题11:CPU内具备断电保持性的数据区为何会丢失?

以下情况会导致CPU内数据清零:

1. 没有插入电池卡的CPU断电时间过长,内部超级电容放电完毕,TONR区/C区/MB14-MB31区数据丢失,V区和MB0-MB13区的对应EEPROM内没有数据导致数据丢失,

2. 电池卡使用时间过长,使之没电了, TONR区/C区/MB14-MB31区数据丢失,V区和MB0-MB13区的对应EEPROM内没有数据导致数据丢失,

3. 插在CPU上的存储卡内程序/数据与CPU内部RAM中运行的程序/数据不符,一上电时会导致原有数据/程序的丢失。

4. CPU损坏。

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